纳米银增强聚合物太阳能电池光吸收的研究

基于共轭聚合物给体材料P3HT和富勒烯衍生物受体材料PCBM共混的体异质结结构 的聚合物太阳能电池因其空穴载流子迁移率低而限制了P3HT:PCBM功能层厚度, 从而影响了器件对入射光的吸收. 在聚合物功能层内引入金属纳米颗粒可以利用金属表面等离子体效应增强器件内电场并改善器件的光吸收. 本文基于时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD)方法模拟得到了聚合物功能层内包含了直径为50 nm纳米银球并且球间距为50 nm的聚合物太阳能 电池器件在波长分别为400 nm和500 nm照射时的二维光电场分布以及入射角分别为15°, 45°, 60°时包覆纳米银聚合物功能层横截面内的光电场强度分布; 计算得到了银纳米颗粒尺寸分别为10 nm, 20 nm和50 nm时以及分布在空穴传输层PEDOT:PSS的纳米银器件的光吸收; 并计算了斜入射时包覆纳米银的聚合物功能层光吸收. 理论分析表明: 聚合物功能层加入纳米银球后, 因为纳米银球的表面等离子体效应使入射光在功能层内散射增强而使器件内的光电场重新分布; 直径较大的纳米银颗粒能产生大角度的光散射, 更有利于聚合物功能层对光的吸收. 这里, 基于有机银盐还原法制备了纳米银颗粒并制备了银等离子体增强的聚合物太阳能电池, 其结构为: glass/ITO (～100 nm)/PEDOT:PSS (40 nm)/P3HT:PCBM (～100 nm)(nano-Ag)/LiF (1 nm)/Al (120 nm). 该器件与平板器件的性能对比实验证实: 通过在聚合物功能层内上引入纳米银颗粒可以有 效增加器件光吸收并改善器件电学性能, 器件外量子效率在520 nm处最大增加了17.9%. 关键词： 纳米银 表面等离子体共振 时域有限差分 聚合物太阳能电池     

纳米银/聚乙烯复合体的太赫兹光谱学性质

测定了纳米银/聚乙烯(nano-Ag/PE)复合体的电导率和太赫兹时域光谱(THz-TDS),研究了其导电性质和在远红外区的反常吸收特性;结合有效介质理论和Drude理论,利用简化的公式对太赫兹时域光谱测量结果进行了分析,并通过对电导率测量结果进行拟合分析得到了纳米Ag及其表层氧化物的电导率信息.结果表明,nano-Ag/PE复合体的逾渗阈值在0.11附近(体积分数),n值接近4.5,偏离"普适性行为".这是由于颗粒表面的氧化层及颗粒隧穿导电效应所致.与此同时,nano-Ag/PE复合体在THz波段的反常吸收性质与表面氧化层有关.     

基于多壁碳纳米管/纳米银复合修饰剂电致化学发光传感器的制备及应用

建立了基于多壁碳纳米管(MWNT)/纳米银(nano-Ag)复合修饰剂固载联吡啶钌(Ru(bpy)_3~(2+))传感器测定盐酸苯海索的电致化学发光分析方法。借助MWNT优良导电性及nano-Ag的电催化性能,采用溶胶-凝胶法,利用成膜剂硅溶胶(Silica sol)、聚乙烯醇(PVA)将MWNT、nano-Ag、Ru(bpy)_3~(2+)固载修饰到热解石墨电极(PGE)表面,制备出MWNT/nano-Ag/Silica sol/PVA/Ru(bpy)_3~(2+)-PGE电致化学发光传感器,并依据盐酸苯海索对联吡啶钌的增敏作用,快速、准确测定了盐酸苯海索。结果表明:盐酸苯海索在4. 36×10~(-7)～1. 09×10~(-4)mol·L~(-1)浓度范围内与其发光强度线性关系良好,线性方程为I_(ECL)=146. 98×10~5c+502. 03(r~2=0. 997 3),检出限(S/N=3)为2. 06×10~(-8)mol·L~(-1);对5份不同加标浓度的盐酸苯海索的回收率为97. 7%～104%,相对标准偏差(RSD)为2. 4%。该方法对检测盐酸苯海索药品具有良好的灵敏度与稳定性,效果满意。     

纳米Ag/PVAc复合材料的制备

聚醋酸乙烯酯(PVAc)与AgNO3的乙醇溶液进行反应,生成配合物PVAc-Ag(I);在紫外光下分解PVAc-Ag(I),使Ag(I)还原成金属Ag得纳米Ag/PVAc复合材料。当PVAc链节单元与Ag 的摩尔比为10∶1[w(Ag)=11.3%]时,Ag粒分散性好,粒径小于20 nm,大小均匀。